میلگرد یا آرماتور حرارتی و نقش آن در ساخت و ساز

در سال‌های اخیر با پیشرفت تکنولوژی و علوم مختلف، صنعت ساختمان‌سازی نیز تحولات چشمگیری داشته است. یکی از مصالح مدرن که نقش به‌سزایی در افزایش ایمنی و طول عمر ساختمان‌ها دارد، میلگرد حرارتی است. در این مقاله به بررسی میلگرد حرارتی، کاربردها، مزایا و معایب آن خواهیم پرداخت.

میلگرد حرارتی چیست؟

این نوع میلگرد، که به عنوان آرماتور حرارتی نیز شناخته می‌شود، یکی از انواع میلگرد است که برای کنترل تنش‌های حرارتی و جلوگیری از ترک‌خوردگی بتن استفاده می‌شود. میلگردهای حرارتی در برابر انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دمایی مقاوم بوده و موجب افزایش استحکام سازه‌های بتنی می‌شوند.

میلگرد حرارتی به دلیل مقاومت بالای خود در برابر تغییرات دما، قیمت میلگرد بالاتری نسبت به میلگردهای معمولی دارد. به همین دلیل عده‌ای استفاده از میلگردهای حرارتی را لازم می‌دانند چرا که عملکرد بتن را ارتقا می‌دهند اما برخی دیگر به علت افزایش هزینه‌های ساختمانی، مخالف آن هستند. هنگام ساخت سقف‌ها، تعدادی میلگرد حرارتی سقف تیرچه بلوک با فاصله‌ معینی، در قسمت یک سوم بالایی دال بتنی، به‌شکل چپ و راست و عمود بر تیرچه ها قرار می‌گیرند. (دال بتنی بخشی در ساختمان است که وظیفه‌‌ی تحمل بارهای عمودی را به عهده دارد.)

انواع میلگرد حرارتی

میلگردهای حرارتی مثل دیگر مصالح ساختمان، در اندازه و انواع مختلفی تولید می‌شوند که باتوجه به ویژگی‌هایشان در صنعت به‌کار می‌روند که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

میلگرد حرارتی ساده

این میلگرد حرارتی به‌شکل ساده و بدون پوشش اضافی ساخته می‌شود. از آنجایی که این محصول مشخصه‌های خاصی دارد، به‌عنوان یک گزینه مناسب در پروژه‌های عمرانی به‌کار می‌رود.

میلگرد حرارتی آجدار

این نوع میلگرد حرارتی دارای پوشش آجدار است که این پوشش موجب بالا رفتن مقاومت در برابر خوردگی و عمر مفید میلگرد می‌شود.

میلگرد حرارتی سایشی

میلگردهای حرارتی سایشی با پوششی از جنس سایش روی سطح خارجی ساخته می‌شوند که در برابر فرسایش و خوردگی از مقطع محافظت می‌کند و عمر مفید آن را بالا می‌برد.

میلگرد حرارتی چشمه‌ای

این میلگردها دارای سطح توپر هستند که شبیه به چشمه طراحی شدند و این مشخصه باعث چسبندگی میلگرد با بتن و افزایش استحکام ساختمان می‌شود.

میلگرد حرارتی دو لایه

این نوع از میلگردهای حرارتی دو لایه پوشش دارد که مقاومت به خوردگی و ضریب امنیت ساختمان را بالا می‌برد.

کاربرد میلگرد حرارتی در بخش های مختلف سازه

یکی از کاربردهای اصلی میلگرد یا آرماتور حرارتی، به‌کار بردن آن در سقف تیرچه بلوک است که آن را به اصطلاح ” میلگرد حرارتی سقف” می‌شناسیم. علاوه‌بر سقف تیرچه بلوک در سقف کرومیت، دال‌ها و دیوار حائل و… از میلگردهای حرارتی استفاده می‌شود.

در کل مهندسان ساختمان در بخش‌هایی از سازه که نیاز به تحمل و مقاومت بیشتری نیاز دارند، از انواع میلگردهای حرارتی استفاده می‌کنند. در سقف سازه از میلگرد حرارتی 6 سایز بهره می‌برند که به‌صورت چپ و راست قرار می‌گیرند تا از ترک خوردن بتن جلوگیری کنند. لازم به ذکر است که میلگرد حرارتی 6 در یک سوم بالایی دال بتنی به‌کار می‌رود تا نقش حرارتی و باربری را ایفا کند. در ضمن از میلگردهای حرارتی سایز 8 هنگام آرماتوربندی استفاده می‌شود که بخش‌های اجرای آن عبارتند از سقف تیرچه بلوک، فونداسیون ساختمان و….

نحوه اجرای میلگرد حرارتی چگونه است؟

پیش از هر چیزی، به این نکته توجه کنید که نصب و اجرای میلگرد حرارتی مثل جوشکاری آن در ستون، سقف و فونداسیون از نظر سازمان نظام مهندسی ممنوع است چرا که احتمال شکست جوش وجود دارد. به همین خاطر، مثل دیگر اجزای سازه، این مقاطع باید با سیم مفتول یا آرماتوربندی بسته شوند. میلگرد حرارتی با گره ضربدری و به‌وسیله سیم مفتول اجرا می‌شود.

در گره ضربدری، میلگردهای حرارتی به‌شکل عمودی در کنار دیگر میلگردها قرار می‌گیرد. در مرحله بعدی سیم مفتول به‌صورت ضربدری از زیر آن می‌گذرد و روی میلگرد می‌آید. این حرکت از سمت مخالف نیز تکرار شده و در آخر با انبر در مرکز بسته می‌شود. لازم به ذکر است که برای استحکام بیشتر می‌توان سیم مفتول را دوبل کرد و به اصطلاح از گره ضربدری دوبل استفاده کرد.

روش های جایگزین میلگرد حرارتی

در ابتدا گفتیم که استفاده از میلگرد حرارتی موافقان و مخالفان زیادی دارد. اگر که به هر دلیلی قصد خرید و استفاده میلگردهای حرارتی را ندارید، می‌توانید از روش‌های زیر به‌عنوان جایگزین استفاده کنید.

1. نسبت آب به سیمان را کم کنید.
2. استفاده از بتن الیافی
3. استفاده از فوق روان‌کننده

روش محاسبه میلگرد حرارتی برای استفاده در سقف

برای محاسبه‌ی میلگرد حرارتی برای به‌کارگیری در سقف، حرف آخر را مهندس سازه‌ی پروژه و آیین‌نامه‌ی ضوابط استفاده از آن در سازه می‌زند. ولی برای اینکه نحوه‌ی محاسبه و ضوابط این کار آشنا شوید، نیاز است مواردی را مطرح کنیم که به شرح زیر است.

نوع میلگرد

اصولا به‌خاطر کاهش هزینه‌ها و عدم نیاز به آرماتور با بتن از لحاظ کششی، نیازی به خرید میلگرد آجدار نیست و بهتر است که از میلگرد ساده حرارتی استفاده کنیم.

سایز میلگرد حرارتی

سایز میلگردهای حرارتی استفاده شده در سازه‌های بتنی، اغلب قطرهای 4 و 5 میلی‌متری هستند. البته خوب است بدانید با توجه به نظر مهندس ناظر امکان دارد نیاز به میلگرد حرارتی با قطر بیشتر داشته باشید.

مقدار میلگرد

میلگرد حرارتی سقف با فواصل معینی از هم اجرا می‌شوند. به طور کل این فواصل نباید بیشتر از 50 سانتی‌متر باشد. شما پس از آنکه از نظر مهندس ناظر را در مورد فاصله میلگردها مطلع شدید، می‌توانید به‌راحتی مقدار میلگرد مورد نیاز را حدس بزنید.

وزن میلگرد

بعد از اینکه مهندس سازه تعداد و قطر میلگرد مورد نیاز را مشخص کرد با محاسبه ابعاد میلگرد‌ها می‌توانید که وزن مورد نیازتان برای خرید میلگرد‌ها را به‌دست آورید. در مرحله بعدی، پس از به‌دست آوردن وزن میلگردها می‌توانید قیمت آن را از فولادسل بررسی کنید تا هزینه‌های پیش‌رو را تخمین بزنید.

تفاوت میلگرد حرارتی و میلگرد معمولی

تا به اینجا گفتیم که میلگرد حرارتی چیست و چه انواعی دارد. اما میلگردهای حرارتی و معمولی چه تفاوت‌هایی دارند؟ میلگردهای حرارتی نسبت به میلگردهای معمولی از درصد کربن کمتری برخورداند و همین درصد کربن پایین‌تر باعث شده تا میلگردهای حرارتی خاصیت ترمومکانیکی بیشتری داشته باشد. وجود خاصیت ترمومکانیکی باعث می‌شود که قابلیت ارتجاعی میلگرد بالا برود و همین موضوع باعث آن شده که میلگردهای حرارتی، حرارت ناشی از عمل هیدراتاسیون بتن را به خود جذب کنند و جلوی ترک خوردگی را بگیرند.

سازه‌هایی که در سقف آن‌ها از میلگرد حرارتی استفاده شده در زمان وقوع زلزله، بتن‌هایشان دچار ترک خوردگی نمی‌شود و یکپارچگی دیافراگم سقف از بین نخواهد رفت.

پیش‌تر گفتیم که میلگردهای حرارتی به‌شکل عمود بر هم در سازه قرار می‌گیرند، و شکل حاصل از قرارگیری آن‌ها شبیه به حرف T انگلیسی است. این حالت قرارگیری موجب آن می‌شود که تغییر دمایی بتن کاهش یابد و استحکام سازه تضمین شود.

قطر میلگردهای حرارتی با هم تفاوت دارند و بیشتر میلگردهای حرارتی با قطر 4 و 5 میلی‌متر برای ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرند. این میلگردها مقاومت بالایی دارند و اصولا با فاصله‌ی 25 سانتی از هم قرار می‌گیرند که این موضوع باعث تقویت استحکام بتن می‌شود. در برخی از ساختمان‌ها علاوه بر میلگردهای معمولی از میلگردهای حرارتی هم به‌صورت شبکه‌ای استفاده می‌کنند که مقاومت سازه را بالا می‌برند.

دلایل استفاده از میلگردهای حرارتی چیست؟

به طور کلی می‌توان گفت، نقش و کاربرد استفاده از میلگردهای حرارتی یا آرماتور حرارتی برای جلوگیری از تنش‌های دمایی بتن است.

یکی از موثر‌ترین راه‌های جلوگیری از ترک خوردن بتن اجرای میلگرد حرارتی در سازه است. بتن در روزهای نخستین یک رطوبت خاصی دارد که با گذشت زمان این رطوبت از بین رفته و خشک می‌شود. با از بین رفتن رطوبت بتن، انقباض صورت می‌گیرد و جای فضای خالی با ذرات بتن پر می‌شود. این انقباض باعث به‌وجود آمدن تنش ‌های کششی می‌شود که در نهایت بتن دچار پدیده‌ای به‌نام جمع شوندگی می‌شود. همین تنش‌های کششی باعث ایجاد ترک در سطح بتن می‌شود و از مقاومت آن کم می‌کند.

اصلی ترین دلیل استفاده از میلگردهای حرارتی جلوگیری و کنترل این ترک‌هاست که منجر به افزایش استحکام سازه ‌می‌شود. لازم به ذکر است که هرگز نمی‌توان به طور صد در صدی از به‌وجود آمدن ترک‌ها جلوگیری کرد. همیشه ترک‌های ریزی روی سطح بتن به‌وجود می‌آید که تا زمانی که کوچک باشند، خطری سازه را تهدید نمی‌کند ولی اگر تعداد این ترک‌ها زیاد باشد و تمام سطح بتن را درگیر کرده باشد، احتمال فروپاشی بتن زیاد است.

ضوابط آیین نامه‌ای میلگرد حرارتی

برای نصب و اجرای میلگردهای حرارتی در ساختمان توجه به نکات زیر الزامی است:

• فاصله میان دو میلگرد متوالی نباید بیشتر از ۲۵ سانتی‌متر باشد. البته بسته به نوع استفاده این عدد در برخی آیین‌نامه‌ها 20 سانتی‌متر است.
• از میلگرد بالای تیرچه‌ها (میلگرد فشاری) اگر که درون دال بالایی قرار گرفته باشد، می‌توان به‌عنوان میلگرد حرارتی استفاده کرد.

برترین تولیدکنندگان میلگرد حرارتی در ایران

کارخانه‌های ذوب آهن اصفهان، فولاد کویر کاشان، فولاد یزد و…از برترین تولیدکنندگان میلگرد حرارتی در ایران هستند. اغلب این تولیدکنندگان در مرکز کشور دایر شده‌اند. بدین ترتیب برای خرید مقاطع فولادی دست مشتریان باز است چرا که هزینه‌های حمل و نقل از هر کارخانه، فرق آنچنانی ندارد.

به‌طور کلی استفاده از میلگردهای حرارتی برای بالا بردن مقاومت بتن یکی از روش‌های رایج است که مخالفانی نیز دارد. این اشخاص می‌توانند از راه‌های جایگزین که گفتیم استفاده کنند. تفاوت بین میلگردهای معمولی و حرارتی باعث شده تا اکثر مهندسین و افرادی که در این حوزه فعالیت دارند، از این محصولات استفاده کنند. قیمت میلگردهای حرارتی نسبت به نوع معمولی آن گران‌تر بوده و قیمت آن به عوامل مختلفی بستگی دارد که برای استعلام قیمت دقیق می‌تواند فولادسل را به‌طور روزانه بررسی کنید.